Навчальний посібник
Металургійне виробництво
Введення
Отримання металів відомо людству давно. Наприклад, мідь і олово добувалися вже в п'ятому тисячолітті до нашої ери.
У Росії перший металургійний завод почав працювати в 1701 р. на Уралі. Надалі виробництво чавуну і сталі швидко розвивалося. Росія навіть стала експортувати сталь. Однак на початку XX століття на душу населення в Росії все ж доводилося в 18 разів менше чавуну і сталі, ніж у США, у 8 разів менше, ніж у Німеччині, в 4 рази менше, ніж у Франції. p> Метали і сплави ділять на чорні і кольорові.
Найважливішим промисловим металом є залізо (Fе), яке в сплавах з вуглецем (С) та іншими елементами утворює групу сплавів чорних металів - сталь, чавун і феросплави. Із загальної кількості вироблених у світі металів понад 90% припадає на частку чорних металів.
З кольорових металів особливе значення мають мідь (Сі), алюміній (А1), магній (Мg), свинець (РЬ), цинк (Zn), олово (Sn), а також хром (Сr), нікель (Ni), молібден (Мо) та інші.
Всі перераховані метали називають технічними на відміну від благородних (платина, золото, срібло), рідкоземельних та інших металів.
Найбільше поширення в народному господарстві мають металеві сплави, так як їх властивості краще властивостей складових їх простих елементів.
В
1. Металургія чавуну
1.1 Вихідні матеріали для виплавки чавуну
Сплави чорні металів, як було сказано, представляють сплави заліза з вуглецем; крім того, вони містять домішки - кремній, марганець, фосфор, сірку та деякі інші. p> Хімічно чисте залізо у промисловості практично не застосовується, оскільки механічні властивості його невисокі.
Елементом, що надають головний вплив на властивості чорних металів, є вуглець, і залежно від змісту його чорні метали ділять на сталь і чавун.
Сталлю називають залізовуглецевих сплав з вмістом вуглецю до 2,14%. Чавуном є залізовуглецевих сплав, який містить вуглецю від 2,14% до 6,67%. Сталь має значно більш високими механічними властивостями (міцністю, твердістю, пластичністю і ін) в порівнянні з чавуном. Основне призначення чавуну - служити сировиною для одержання сталі.
Початковою сировиною для виробництва чавуну є залізні руди, паливо і флюси. Агрегатом для виплавки чавуну служить доменна піч. p> Розраховане в певному співвідношенні кількість завантажуваних в доменну піч вихідних матеріалів називається шихтою.
Залізною рудою є гірська порода, що містить ті чи інші сполуки заліза, а також домішки з'єднань інших елементів, що є порожньою породою.
В даний час для отримання чавуну використовують такі руди.
Магнітний залізняк (Fе 3 Про 4 ) - Мінерал чорного кольору, має магнітні властивості; вміст у ньому заліза доходить до 72%,
Бурий залізняк (2Fе 2 Про 3 ДТ 2 О) - Мінерал жовто-бурого кольору; вміст заліза коливається від 35% до.50%. p> Червоний залізняк (Fе 2 Про 3 ) - Мінерал червоного кольору, містить до 60% заліза. p> Шпатовий залізняк (FеСО 3 ) - Мінерал сірого кольору, містить 30-42% заліза. p> Паливо, вживане для доменного процесу, повинно мати високу теплотворну здатність і малу зольність, володіти пористістю, міцністю при високих температурах, а також містити якомога менше сірки, яка частково переходить з палива в чавун і погіршує його властивості.
В якості палива при доменному виробництві використовується кам'яновугільний кокс. Для інтенсифікації виплавки чавуну застосовують природний газ і кисень.
Для відділення порожній породи і золи в доменну піч вводять речовини, звані флюсами; ці речовини при сплаву з порожньою породою і золою палива утворюють легкоплавкі хімічні сполуки, що утворюють шлак.
Для виплавки чавуну руду піддають попередній підготовці - збагачення. Якість підготовки руди робить великий вплив на хід плавки, витрата палива і якість одержуваного чавуну.
Підготовка руди включає операції дроблення, сортування, збагачення і, якщо необхідно, випалу.
Дроблення - подрібнення великих шматків руди - проводиться спеціальними машинами - дробарками, при цьому отримують шматки розміром 20-100 мм. Дрібниця відсіюється і йде на агломерацію (Спікання). p> Магнітне збагачення засновано на дії магнітного поля на складові руди, що володіють магнітними властивостями. Воно здійснюється в агрегатах, званих магнітними сепараторами.
Агломерація виробляється з метою використання дрібної порошкоподібної руди і колошникового пилу; для спікання ці речовини змішують з подрібненим коксом.
Спікання здійснюють на спеціальних агломераційних стрічкових машинах, де паливо, згораючи, утворює пористі спечені шматки, звані агломератом.
Прогресивним способом збагачення руд є більш ефективний процес ...
